RU2012111599A - Способ адаптивного регулирования условий бурения скважин и долото для его реализации - Google Patents

Abstract

1. Способ адаптивного регулирования условий бурения скважин, основанный на регулировании условий промывки скважин путем регулирования скорости потока промывочной жидкости на основе измерений удельного веса - плотности разрушаемой породы, удельного веса - плотности промывочной жидкости на входе скважины и ее выходе, механической скорости бурения, диаметров применяемых долот и бурильных труб, отличающийся тем, что регулирование условий бурения скважин осуществляют регулированием расхода промывочной жидкости или технологических параметров - нагрузки на долото или числа его оборотов в жесткой согласованности значений указанных параметров и геологических условий на забое, определяемых твердостью разрушаемой породы, причем указанная взаимосвязь всех рассматриваемых параметров определяется алгоритмом:где G - нагрузка на долото, н;- приведенный к одному обороту долота расход промывочной жидкости, м;Q - расход промывочной жидкости, м/с;n - число оборотов долота, 1/с;Р- твердость горной породы в забойных условиях, н/м;- коэффициент, 1/м;V- объем разрушаемой породы за единичный акт воздействия зуба долота на забой, м;γ- удельный вес разрушаемой породы, кг/м;γудельный вес промывочной жидкости в затрубном пространстве, кг/м;γ- удельный вес промывочной жидкости, закачиваемой в скважину, кг/м;- коэффициент седиментации;S- площадь поверхности одного зуба шарошки, контактируемого с забоем, м;ϑ- скорость оседания частиц в потоке промывочной жидкости (скорость седиментации);ϑ- скорость потока промывочной жидкости в затрубном пространстве.2. Долото для бурения скважины, включающее центральный вал с промывочным каналом и пилот-до�

Claims (3)

1. Способ адаптивного регулирования условий бурения скважин, основанный на регулировании условий промывки скважин путем регулирования скорости потока промывочной жидкости на основе измерений удельного веса - плотности разрушаемой породы, удельного веса - плотности промывочной жидкости на входе скважины и ее выходе, механической скорости бурения, диаметров применяемых долот и бурильных труб, отличающийся тем, что регулирование условий бурения скважин осуществляют регулированием расхода промывочной жидкости или технологических параметров - нагрузки на долото или числа его оборотов в жесткой согласованности значений указанных параметров и геологических условий на забое, определяемых твердостью разрушаемой породы, причем указанная взаимосвязь всех рассматриваемых параметров определяется алгоритмом:

$$G=\frac{Q\text{'}}{A}{P}_{ш.з.}=\overline{A}Q\text{'}{P}_{ш.з.},$$

где G - нагрузка на долото, н;

$$Q\text{'}=\frac{Q}{n}$$

- приведенный к одному обороту долота расход промывочной жидкости, м³;

Q - расход промывочной жидкости, м³/с;

n - число оборотов долота, 1/с;

Р_ш.з. - твердость горной породы в забойных условиях, н/м²;

$$\overline{A}=\frac{1}{A}=\frac{кS_{ко}\left({\gamma }_{зп}-{\gamma }_{ж}\right)}{V_{1з}\left({\gamma }_{п}-{\gamma }_{ж}\right)}$$

- коэффициент, 1/м;

V_1з - объем разрушаемой породы за единичный акт воздействия зуба долота на забой, м³;

γ_п - удельный вес разрушаемой породы, кг/м³;

γ_зп ^_ удельный вес промывочной жидкости в затрубном пространстве, кг/м³;

γ_ж - удельный вес промывочной жидкости, закачиваемой в скважину, кг/м³;

$$к=1-\frac{{\vartheta }_{осед}}{{\vartheta }_{ж}}$$

- коэффициент седиментации;

S_ко - площадь поверхности одного зуба шарошки, контактируемого с забоем, м²;

ϑ_осед - скорость оседания частиц в потоке промывочной жидкости (скорость седиментации);

ϑ_ж - скорость потока промывочной жидкости в затрубном пространстве.

2. Долото для бурения скважины, включающее центральный вал с промывочным каналом и пилот-долото, а также корпус, на котором установлены шарошки, причем между корпусом и пилот-долотом установлено кольцо, отличающееся тем, что между пилот-долотом и основным долотом непосредственно против разрушаемой вооружением основного долота поверхности забоя устанавливают насадки, струи которых направлены по касательной к поверхности забоя.

3. Долото по п.2, отличающееся тем, что в верхней части центрального вала напротив зубков шарошек, находящихся в верхнем относительно контактируемых с забоем зубков положении, установлены дополнительные насадки для промывки междузубковых промежутков забитых шламом.